刀門壓力、來料水分對切絲物理指標的影響研究

郝靜 張淑娟

摘要：本文針對泰山（華貴）產品配方用料組成及其加工特性，研究刀門壓力、來料水分對切絲質量物理指標（切絲合格率、并條率）影響趨勢，以不同規格產品配方用料組成及其加工特性存在的差異性為考慮，實現提升工藝參數設計的匹配性、適應性，優化工序工藝參數保障能力。

關鍵詞：刀門壓力;來料水分;切絲合格率;并條率

在我國煙草行業，針對切絲機的研究主要側重于研究切絲刀門高度、刀輥轉速、刀片進給量等參數對切絲物理指標的影響，而對于刀門壓力的設定，通常是參照設備運行能力及工作經驗將其設定成固定值。針對不同行產品配方用料組成及其加工特性，設計最佳刀門壓力與來料水分組合的研究尚未見報道。當前公司內部，制絲車間5000kg/h生產線切絲工序使用SQ344型曲刃水平滾刀式切絲機對煙葉進行切絲加工處理，為了便于生產，將不同來料水分的刀門壓力統一設定為2.1bar，藝參數設計的匹配性、適應性較低。

一、材料與方法

（一）材料與儀器

青島卷煙廠在產的泰山（華貴）全配方煙絲。SQ344型曲刃水平滾刀式切絲機（昆二機）、SH624薄板式烘絲機（昆船）、電子天平（精度0.0001g）、填充值檢測儀。

（二）試驗方法

試驗采用刀門壓力與來料水分梯度試驗設計。參考切絲機控制原理及分析歷史數據，總結出切絲烘前來料水分范圍控制在19.2%～20.2%之間;為保證正常生產，考慮減少并條及跑片現象，刀門壓力范圍應控制在0.2BAR～3.5BAR之間。以泰山（華貴）三批次煙葉為研究材料，采用控制變量法，對三批次煙葉分別設置來料水分高（20%）、中（19%）、低（18%）三個水平;每一個批次內，分別設置刀門壓力四個水平（0.3bar、1.3bar、2.3bar、3.3bar）進行，共計12個試驗。

（三）數據分析方法

運用散點圖、回歸分析法和相關性分析法分析試驗數據，結合物理指標（切絲合格率、并條率）取值變化，確定刀門壓力、來料水分對切絲質量物理指標（切絲合格率、并條率）影響的趨勢。

（四）物理指標

1.切絲合格率：（1）樣品制備;將取來的約100g煙絲稱重并記錄。（2）評價指標：切絲合格率。（3）操作程序：將樣品中的雜物、過寬、過細的葉絲檢出，并稱重記錄。計算公式：式中：Qc—切絲合格率;?n—樣品中的雜物、過寬、過細的葉絲重（g）G—被撿樣品重（g）。

2.并條率：（1）樣品制備：將取來的約100g煙絲稱重并記錄。（2）評價指標：并條率。（3）操作程序：將樣品中產生并條現象的葉絲檢出，并稱重記錄。計算公式：式中：dc—并條率，dn—樣品中出現黏連、并條的葉絲（g），G—被撿樣品重（g）。

二、結果與分析

匯總試驗數據，運用Minitab軟件進行散點圖分析，發現切絲合格率、并條率與刀門壓力、來料水分呈近似線性關系。下一步運用Minitab軟件對數據進行深入分析。

（一）分析試驗因子對切絲合格率影響分析

將試驗樣品的切絲合格率匯總，運用Minitab軟件對數據使用回歸分析法和相關性分析法分析，得函數關系模型為：切葉絲合格率=1.01+0.000294刀門壓力-0.000545來料水分;切葉絲合格率與刀門壓力呈正相關關系，即來料水分不變的情況下，切葉絲合格率隨刀門壓力增加而提高;切葉絲合格率與來料水分呈負相關關系，即在刀門壓力穩定的情況下，切葉絲合格率隨來料水分的增加而下降。

（二）分析試驗因子對并條率影響分析

將試驗樣品的并條率匯總，運用Minitab軟件對數據使用回歸分析法和相關性分析法分析，得函數關系模型為：并條率 =-1.27+0.0139刀門壓力+0.0707來料水分;切葉絲并條率與刀門壓力、來料水分同時成呈正相關關系，即切葉絲并條率隨刀門壓力、來料水分增加而提高，同時，來料水分對切葉絲并條率的影響更為顯著。

（三）利用蒙特卡洛模擬確定最佳設計組合

從0.2bar～3.5bar刀門壓力范圍內隨機取值，從19.2%～-20.2%來料水分范圍內隨機取值，利用得到的兩個關系式做蒙特卡洛模擬2000組，最終得到以下設計組為合刀門壓力0.3 bar，來料水分18.4%。

三、結論

本試驗研究刀門壓力與來料水分對泰山（華貴）切絲物理指標（切絲合格率、并條率）的影響關系，本質是針對工藝參數、具體規格產品配方用料組成及其加工特性間差異性的綜合性深入研究，不斷優化工藝參數設計的匹配性、適應性，進一步兼顧柔性制造的行業要求，推動具有中式卷煙特色工藝技術的進一步優化與創新。

參考文獻：

[1]張溫澤，史德軍，等.煙草含水率不同檢測方法對比研究[J].中國科技博覽，2012，24.

[2]王春風，王彬彬，等.儲絲房溫度的優化[J].煙草科技，2009，02.

[3]袁亞周，徐淑平.卷煙企業高精度熱溫環境試驗研究[D].上海海事大學，2006，6.